BỘ CƠNG THƯƠNG VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SƠN CHỐNG HÀ TRÊN CƠ SỞ DẦU VỎ HẠT ĐIỀU NHẰM THAY THẾ HÀNG NHẬP KHẨU Chủ nhiệm đề tài: ThS LÊ THỊ THU HÀ 8341 HÀ NỘI 12 – 2010 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SƠN CHỐNG HÀ TRÊN CƠ SỞ DẦU VỎ HẠT ĐIỀU NHẰM THAY THẾ HÀNG NHẬP KHẨU Thực theo Hợp đồng số 62.10-RD/HĐ-KHCN ký ngày 25 tháng 02 năm 2010 Chủ nhiệm đề tài: ThS LÊ THỊ THU HÀ Các cán tham gia thực đề tài: PGS.TS Phạm Thế Trinh TS Mai Văn Tiến KS Lê Hồng Bích KS Nguyễn Hường Hảo CN Hà Đại Phong HÀ NỘI 12 – 2010 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT TRONG BÀI ASTM : Tiêu chuẩn Mỹ D hay DVHĐ : Dầu vỏ hạt điều D/F : Dầu vỏ hạt điều/formaldehyt DF : Dầu vỏ hạt điều formaldehyt DF/E : Dầu vỏ hạt điều formaldehyt/epoxy DFE : Dầu vỏ hạt điều formaldehyt epoxy E : Epoxy F : Formaldehyt ISO : Tiêu chuẩn quốc tế ng : nanogam PCF : Phenol cardanol formaldehyt PEPA : Polyetylen polyamin PP : Polypropylen TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TEA : Triethanolamin UF : Urê formaldehyt TÓM TẮT KẾT QUẢ ĐỀ TÀI Đề tài triển khai nội dung lớn hoàn thiện công nghệ tổng hợp chất tạo màng sở dầu vỏ hạt điều loại phụ gia…để chế tạo sơn chống hà chất lượng cao, thay sơn chống hà nhập Nhựa dầu vỏ hạt điều – formaldehyt dạng novolac tổng hợp, sau biến tính với nhựa epoxy dùng làm chất tạo màng cho sơn chống hà, chống bám bẩn Các điều kiện phản ứng đa tụ tổng hợp nhựa dầu vỏ hạt điều – formaldehyt biến tính với nhựa epoxy nghiên cứu tối ưu Chất tạo màng từ nhựa dầu vỏ hạt điều – formaldehyt – epoxy (DFE) hệ sơn sử dụng cho vùng tàu thuyền có tính cơ, lý, hóa tốt, có khả chống hà bám bẩn sinh vật biển với hiệu lực dự kiến năm Loại sơn chống hà sở nhựa dầu vỏ hạt điều – formaldehyt – epoxy có chất lượng tương đương tốt số sản phẩm sơn chống hà hãng sơn có uy tín nước Kết nghiên cứu mở khả sử dụng nhựa DFE để sản xuất sơn chống hà, chống bám bẩn; sơn sử dụng cho khu vực khác tàu thuyền sử dụng biển; sơn bảo vệ thiết bị công trình vùng biển khu vực ăn mịn mạnh, góp phần giảm lượng lớn nhập nguyên liệu sơn chống hà, chống bám bẩn Nhóm tác giả MỤC LỤC MỞ ĐÂU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung dầu vỏ hạt điều (DVHĐ) 1.1.1 Thành phần đặc tính số loại DVHĐ 1.1.2 Ứng dụng dầu vỏ hạt điều 1.2 Các loại sơn sở DVHĐ biến tính 1.2.1 Sơn cách điện polyuretan sở DVHĐ 1.2.2 Sơn dùng cho dây men điện từ sở nhựa polyvinylformal biến tính với nhựa phenolcardanolformadehyt 1.2.3 Sơn cách điện sở ete-este-epoxy-cardanol-styren 1.2.4 Sơn chống ăn mòn sở nhựa epoxy cardanol 1.2.5 Sơn chống ăn mòn sở nhựa cardanol-formaldehyt-epoxy 1.3 Sơn chống hà 1.3.1 Các chế chống hà 11 1.3.2 Các loại sơn chống hà, chống bám bẩn 12 1.4 Nhựa epoxy 21 PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Nguyên liệu thiết bị 23 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 23 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 24 2.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng 24 2.2.1 Phương pháp xác định số epoxy 24 2.2.2 Phương pháp xác định nồng độ dung dịch formaldehyt 24 2.2.3 Phương pháp kiểm tra độ ăn mịn phịng thí nghiệm sơn 24 2.2.4 Phương pháp kiểm tra độ nhả độc phịng thí nghiệm màng sơn 25 2.2.5 Phương pháp kiểm tra độ nhả độc gia tốc phịng thí nghiệm 25 2.3 Thực nghiệm tổng hợp nhựa DVHĐ – formaldehyt - epoxy 25 2.3.1 Tổng hợp nhựa DVHĐ với formaldehyt có sử dụng xúc tác H2SO4 25 2.3.2 Biến tính nhựa DVHĐ formaldehyt với nhựa epoxy 27 2.4 Thực nghiệm chế tạo sơn tàu biển sơn chống hà, chống bám bẩn 29 2.4.1 Đơn phối liệu chế tạo sơn tàu biển sơn chống hà, chống bám bẩm 29 2.4.2 Quy trình chế tạo sơn tàu biển sơn chống hà, chống bám bẩm 30 2.4.3 Thí nghiệm ảnh hưởng độ mịn sơn đến tốc độ nhả độc sơn 30 2.4.4 Thí nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ đến khả nhả độc sơn 31 2.4.5 Thí nghiệm ảnh hưởng axit humic đến khả nhả độc sơn 31 2.4.6 Thí nghiệm ảnh hưởng thời gian đến nồng độ nhả độc sơn 32 2.4.7 Thí nghiệm thử tăng tốc nhả độc, đánh giá sơ hiệu lực sơn chống hà, chống bám bẩm 32 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Lựa chọn nguyên liệu chế tạo chất tạo màng sơn chống hà, chống bám bẩn 33 3.1.1 Lựa chọn nguyên liệu chế tạo chất tạo màng 33 3.1.2 Lựa chọn nguyên liệu chế tạo sơn chống hà, chống bám bẩn 35 3.2 Tổng hợp nhựa DVHĐ- formaldehyt – epoxy 35 3.2.1 Tổng hợp nhựa DVHĐ-formaldehyt (DF) 35 3.2.2 Biến tính nhựa DVHĐ formaldehyt với nhựa epoxy 40 3.3 Chế tạo sơn chống hà, chống bám bẩn 46 3.4 Xây dựng sơn chống hà, chống bám bẩn 48 3.5 Nghiên cứu tốc độ nhả độc màng nhựa sơn chống hà, chống bám bẩn 49 3.5.1 Nghiên cứu tốc độ nhả độc màng nhựa DFE 49 3.5.2 Nghiên cứu tốc độ nhả độc sơn chống hà, chống bám bẩn sở nhựa DFE 50 3.6.Kiểm nghiệm tính chất sơn chống hà, chống bám bẩn chế thử 54 3.7 Nghiên cứu sản phẩm điều kiện thực tế 56 3.8 Đề xuất sơ đồ quy trình sản xuất sơn tàu chống hà, chống bám bẩn sở nhựa DFE 57 3.9 Xây dựng giá thành sản phẩm sơn chống hà, chống bám bẩn 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 62 MỞ ĐẦU Để chống loại hầu, hà loài sinh vật biển bám vào gây ăn mòn vỏ tàu người ta thường phải sử dụng loại sơn chống hà, chống bám bẩn, việc mang lại lợi ích kinh tế cho chủ tàu nhiều phương diện, đặc biệt kéo dài tuổi thọ cho tàu Ngoài ra, theo thống kê Bộ Giao thông Vận tải tàu khơng có lớp sơn chống hà vịng tháng trở lại, 1m2 diện tích ngâm nước có 150kg hà, lồi sinh vật biển khác Một tàu chở dầu lớn lượng hà, lồi sinh vật biển bám tháng lên tới 6.000 hậu làm giảm mạnh tốc độ tàu, làm mức tiêu hao nhiên liệu tăng thêm 40%, có tới 50% [20] Việc tổng hợp chất tạo màng tốt để chế tạo loại sơn có chất lượng cao quan trọng lĩnh vực sơn tàu biển Chất tạo màng sở dầu vỏ hạt điều (DVHĐ) biến tính với nhựa tổng hợp khác (Phenoformaldehyt, Epoxy, PEKN, Fufural…) có nhiều tính chất cơ, lý, hóa ưu việt đề cập nhiều nghiên cứu nước tiên tiến Đức, Anh, Mỹ nhật Bản Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho điều phát triển Năm 2006 – 2007, Việt Nam đứng vị trí thứ xuất nhân hạt điều giới Điều cho thấy lượng vỏ hạt điều sau tách nhân lớn, mà vỏ hạt điều người ta ép thu từ 200 đến 220 kg dầu Đó loại nguyên liệu quý, ước tính 120.000 tấn/năm (2006) Hiện toàn khối lượng vỏ hạt điều chưa sử dụng có hiệu mà bị đem dùng làm chất đốt vơ lãng phí Trong đó, dầu vỏ hạt điều dùng làm nguyên liệu để chế tạo chất tạo màng cho sơn chất lượng cao, đặc biệt sơn chịu ăn mòn, sơn chống hà v.v…Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng DVHĐ để chế tạo số loại sơn đặc chủng, nhiên thời điểm này, chưa có sản phẩm lưu thơng thị trường Tất cơng trình nghiên cứu dừng lại quy mơ phịng thí nghiệm Trong đó, sơn chống hà nước giới vào thị trường Việt Nam nhiều loại với tên thương mại PeHit, Interlux, V17M, INTERSLEEK 700 …Tuy nhiên, tất loại sơn chống hà giới có giá cao Sơn chống hà sản xuất số sở Công ty Cổ phần Sơn Hải phịng, Cơng ty Sơn Đại Bàng, cơng ty Tân Nam Sơn sử dụng nguồn nguyên liệu nhập ngoại nên giá thành chưa cải thiện (264.000 275.000đ / kg) Vì vậy, đề tài:” Nghiên cứu công nghệ chế tạo sơn chống hà sở dầu vỏ hạt điều nhằm thay hàng nhập khẩu” đặt nghiên cứu vấn đề cần thiết, có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn, hứa hẹn giải thiếu hụt Mục tiêu đề tài nghiên cứu công nghệ tổng hợp chất tạo màng sở dầu vỏ hạt điều loại phụ gia để chế tạo sơn chống hà chất lượng cao, thay sơn chống hà nhập Từ mục tiêu trên, đề tài thực với nội dung sau: - Nghiên cứu quy trình cơng nghệ chế tạo loại sơn sở dầu vỏ hạt điều loại nhựa - Khảo sát, lựa chọn phụ gia chống hà thị trường - Chế tạo lớp màng phủ chứa phụ gia chống hà - Nghiên cứu khả chống hà sản phẩm phòng thí nghiệm Lựa chọn tối ưu - Xây dựng sơn chống hà (bao gồm: lớp lót, lớp đệm lớp phủ chống hà) - Sản xuất thử: 50kg sơn chống hà - Thử nghiệm sản phẩm điều kiện thực tế - Đề xuất phương án sản xuất quy mô Pilot PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung dầu vỏ hạt điều (DVHĐ) 1.1.1 Thành phần đặc tính số loại DVHĐ DVHĐ có tên viết tắt tiếng Anh CNSL (Cashew nut shell liquid), tách loại từ vỏ hạt điều trình sản xuất nhân hạt ép thu hồi từ vỏ hạt điều Năm 2002 công ty Chế biến xuất nhập nông sản thực phẩm Đồng Nai (Donafoods) xuất 1.000 dầu vỏ hạt điều sang thị trường nước châu Âu Giá dầu vỏ hạt điều dao động từ 280 đến 360 USD/tấn, mang lại lợi nhuận cao cho Cơng ty Cơng trình chế biến dầu từ vỏ hạt điều đề tài nghiên cứu trường Đại học Bách khoa TP.HCM phối hợp với Công ty Donafoods đưa vào ứng dụng từ năm 1999 nhằm tận dụng vỏ hạt điều để sản xuất dầu xuất thay dùng vỏ hạt điều làm chất đốt trước Đây đề tài nghiên cứu ứng dụng chế biến dầu từ vỏ hạt điều lần áp dụng thành công Việt Nam, mở khả chế biến phế phẩm vỏ hạt điều tất doanh nghiệp chế biến hạt điều nước Công ty Donafoods xây dựng xưởng sản xuất dầu với máy móc thiết bị sản xuất nước có khả tiêu thụ 40 nguyên liệu vỏ hạt điều/ngày cho lò từ đến dầu Ngồi ra, Cơng ty nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu chế phẩm từ vỏ hạt điều gỗ dán, sơn chống ồn cho tàu biển, vécni DVHĐ thương phẩm giới có màu nâu, mùi hăng, khơng tan trong: nước, rượu, cồn, ete, tan acetone, n-hexan, toluen,…Một số đặc tính hóa lý DVHĐ thống kê bảng 1.1 Bảng 1.1 Đặc tính số loại dầu vỏ hạt điều Đặc tính Độ nhớt (cps, max) Tỷ trọng Chỉ số axit [mg KOH/g chất] Chỉ số xà phòng [mg KOH/g chất] Chỉ số Iod [mg/g chất] Độ tro [%] Phương pháp tách dầu điều Nhiệt (0C) Dung môi Ép lạnh 800 (250C) 550 (300C) - 0,955 - 0,975 0,95 - 0,97 0,9668 - 1,0131 (25 C) (30 C) (260C) 14 - 94 - 107 - - 106 - 119 240 250 270 - 296 1 -_ Tốc độ nhả độc sơn chống hà thay đổi theo thời gian, khoảng thời gian nhiễm nhiều vào ngày đầu Ngày thứ bình qn nhả 20µg/cm2/ ngày, ngày thứ 10 nồng độ trung bình cm2 nhả đến 40µg Sau ngày thứ 10 tốc độ nhả độc chưa ổn định, đến ngày thứ 85 tốc độ nhả độc ổn định Tính trung bình cho q trình 100 ngày đầu khoảng 16,7 µg/cm2/ ngày Các ngày từ 85 đến 100 tốc độ nhả độ trung bình khoảng 4,3 µg/cm2/ ngày Nghiên cứu tiếp đến ngày thứ 200, tốc độ nhả độc trung bình 4,3 µg/cm2/ ngày, điều cho thấy mức độ nhả độc thời gian sơn có hiệu lực phịng thí nghiệm 4,3µg/cm2/ ngày Với mức nhả độc đặn đồng nằm khoảng chống hầu hà loại vi sinh vật biển tảo, số loài vi sinh vật [1, 11, 12, 14, 25] 3.5.2.5.Thử tăng tốc nhả độc, đánh giá sơ hiệu lực sơn chống hà Hiệu lực chống hà chống bám bẩn lớp phủ sơn loại nhả độc phụ thuộc khả điều hòa việc tách độc tố lớp tiếp giáp với môi trường Điều kiện thí nghiệm trình bày phần 2.4.7 Các loại sơn nghiên cứu: SCH - 1: Sơn chống hà Joto®.1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát SCH - 2: sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu SCH - 3: sơn chống hà CH.T.G Cơng ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh SCH - 4: sơn chống hà S.EP.BT-CH Công ty Sơn Đại Bàng SCH - 5: sơn chống hà sở DFE đề tài nghiên cứu chế tạo Kết thử tăng tốc nhả độc lớp sơn phủ nghiên cứu sơn phủ đối chứng trình bày theo hình 3.9 35 Nồng độ (mg/lít) 30 25 20 15 10 20 30 40 50 Thời gian (giờ) 60 70 80 90 100 sơn joto ®.1 Sơn hải âu Sơn CH.TG Sơn S.EP.BT.CH Sơn DFE Hình 3.9: Thử tăng tốc nhả độc sơn chống hà DFE (nghiên cứu) loại sơn chống hà lưu hành thị trường 53 Kết hình 3.9 cho thấy, tất nồng độ dung dịch ngâm mẫu tăng dần theo thời gian ngâm Trong suốt trình thử, mẫu sơn DFE mẫu sơn S.EP.Bt.CH sơn đại bàng có tốc độ nhả độc chậm ổn định mức nhả Mức độ nhả độc hai loại sơn tương đương Mức độ nhả độc loại sơn Joto®1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu có tốc độ nhả độc cao hai loại sơn có mức độ nhả độc tương đương Mức độ nhả độc sơn chống hà CH.T.G Công ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh có mức độ nhả độc cao Sơn chống hà Công ty TNHH Tín Đại Phát sơn chống hà Hải Âu AF3557 Xí nghiệp sơn Hải Âu hệ sơn vinyl copolyme Sơn DFE sơn S.EP.Bt.CH sơn đại bàng thuộc loại sơn sở nhựa epoxy biến tính nên khả chất tạo màng hai loại sơn bền hơn, khả bọc loại độc tố loại chất độn tốt Điều giải thích cho việc nhả độc chậm đặn Sau 120 giờ, độ nhả độc mẫu Sơn DFE nghiên cứu sơn S.EP.Bt.CH sơn đại bàng mức thấp có khả việc ngâm quay liên tục nên nồng độ dung dịch cao làm giảm khả chiết dung dịch Dịch ngâm mẫu sơn chống hà Cơng ty TNHH Tín Đại Phát sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu lại mức thấp cịn loại sơn chống hà CH.T.G Cơng ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh xấp xỉ nồng độ dung dịch 90 nghiên cứu Sau 90 ngâm chiết, bề mặt mẫu bị ăn mòn Mẫu sơn chống hà sở DFE sơn S.EP.Bt.CH sơn đại bàng có bị mịn khơng ảnh hưởng đến bề mặt sơn Bề mặt sơn chống hà Cơng ty TNHH Tín Đại Phát sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu có ảnh hưởng nhẹ Sơn chống hà CH.T.G Công ty Cổ phần Công nghiệp Hóa chất Vi sinh bắt đầu có tượng ngậm nhiều nước tróc Điều chứng tỏ mẫu sơn chống hà DFE tương đương với mẫu sơn S.EP.Bt.CH sơn đại bàng tốc độ nhả độc mức độ nhả độc Vậy sơn chống hà DFE dùng để bảo vệ tàu thuyền hay cơng trình vùng biển với thời hạn làm việc lớp phủ từ 18 – 24 tháng 3.6.Kiểm nghiệm tính chất sơn chống hà, chống bám bẩn chế thử Các mẫu sơn nghiên cứu trên, xác định tính chất lý Tất phương pháp thực theo tiêu chuẩn quy định phần 2.2 2.4.7 Kết thử tính chất cơ, lý, hóa màng sơn chống hà DFE so sánh với số loại sơn chống hà số hãng, cơng ty trình bày bảng 3.14 54 Bảng 3.14: So sánh tính chất cơ, lý loại sơn chống hà cho tàu biển Số Chỉ tiêu TT DFE-NĐ S.EP.BT-CH Joto®.1 AF3-557 CH.T.G (VHHCNVN) (Đại Bàng) (Tín Đại Phát) (Hải Âu) (CN HPVS) Nâu đỏ Nâu đen Đỏ oxit Nâu đỏ Nâu đỏ Màu sắc Hàm lượng gốc khô % ≥ 70 ≥ 65 50,8 47,9 ≥ 65 Tỷ trọng 1,76 1,6 – 1,7 1,68 1,79 1,3 65 60 70 60 70 2 2 72 72 72 72 72 Độ nhớt (VZ-4, 25oC)[giây] Thời gian khô bụi [giờ] Thời gian khô triệt để [giờ] Độ bám dính [%] 98 98 92 96 94 Độ cứng (cấp) 1 2 Độ bền va đập [KG.cm] 46 45 40 40 40 10 Độ bền uốn [mm] ≤2 ≤2 ≤2 ≤2 11 Độ hấp thụ nước [%] ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,6 12 Khả chống hà [tháng] ≥ 24 ≥ 24 - 12 - 12 Bảng 3.14 cho thấy: hai mẫu sơn chống hà DFE nghiên cứu sở chất tạo màng DFE có tính bền tốt, độ bám dính đạt 98%, tương đương sơn chống hà S.EP.BT-CH Công ty sơn Đại Bàng, cao sơn chống hà Joto®.1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát,sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu, sơn chống hà CH.T.G Cơng ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh Sơn chống hà DFE có độ cứng cao (cấp 1), độ bền va đập cao (đạt 46KG.cm) có độ bền uốn 1mm Khả chống hà từ năm trở lên tùy điều kiện tàu chạy Loại sơn chế tạo có tính chất tốt sơn chống hà Joto®.1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát,sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu, sơn chống hà CH.T.G Công ty Cổ phần Công nghiệp Hóa chất Vi sinh tương đương với chống hà S.EP.BT-CH Công ty sơn Đại Bàng 55 3.7 Nghiên cứu sản phẩm điều kiện thực tế Các mẫu sơn chống hà nghiên cứu so sánh mang gửi thử nghiệm điều kiện thực tế hệ thống trạm phơi mẫu Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới (trạm phơi mẫu nước nằm khu vực biển mơ, phường Hồng Hải, tỉnh Quảng Ninh, thành phố Hạ Long) Các loại sơn chống hà thử nghiệm: SCH - 1: Sơn chống hà Joto®.1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát SCH - 2: sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu SCH - 3: sơn chống hà CH.T.G Công ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh SCH - 4: sơn chống hà S.EP.BT-CH Công ty Sơn Đại Bàng SCH - 5: sơn chống hà sở DFE đề tài nghiên cứu chế tạo Thời gian thử nghiệm đến tháng Hiện mẫu ổn định, không thấy dấu hiệu hà loại sinh vật biển bám Nhưng thời gian đầu thời gian nhả độc cao loại sơn nên tượng loại hầu, hà bám vào chưa thể xảy 56 3.8 Đề xuất sơ đồ quy trình sản xuất sơn chống hà sở nhựa DFE Dầu vỏ hạt điều kỹ thuật Formaldehyt H2SO4 Phản ứng đa tụ Epoxy Nhựa DVHĐ - formaldehyt Trietanolamin Phản ứng đa tụ Nhựa DVHĐ - formaldehyt biến tính với nhựa epoxy Bột màu, bột độn, Cu2O Chất làm khô Dung môi Muối, ủ, nghiền Past nghiền (40 - 45µm) Dung mơi Pha chế sơn Nhựa DFE CFE Phụ gia Sơn thành phẩm Sơ đồ 1: Sơ đồ qui trình sản xuất sơn chống hà, chống bám bẩn sở chất tạo màng từ nhựa DVHĐ formaldehyt biến tính với nhựa epoxy (DFE) 57 3.9 Xây dựng giá thành sản phẩm sơn chống hà, chống bám bẩn Bảng 3.15: Giá thành tạm tính cho 1,1 sơn màu nâu đỏ (Theo tỷ lệ bảng 2.2) Chi phí phân xưởng a Nguyên liệu Nhựa DFE Nhựa đường số Cu2O Diuron Tolylfluanid Litopon Fe3O4 Bột tal Benton Skino Xylen Butanol CLK Mn CLK Co Polyetylenpolyamin b Công lao động c Vật liệu mau hỏng + bao bì d Khấu hao thiết bị e Năng lượng 300 kg x 60 kg x 190 kg x 50 kg x 30 kg x 50kg x 50 kg x 30 kg x kg x kg x 150 kg x 150 kg x 5kg x kg x 40 kg x Điện Nước f Khấu hao nhà xưởng quản lý phí 5% Thuế VAT 10% Giá thành có thuế Dự kiến giá bán Lợi nhuận 40.000đ/kg 11.600đ/kg 200.000đ/kg 15.000đ/kg 20.000 đ/kg 7.500đ/kg 18.000đ/kg 1.200đ/kg 60.000đ/kg 70.000đ/kg 25.000đ/kg 30.000đ/kg 65.000đ/kg 90.000đ/kg 40.000đ/kg 30kw x 7.000đ 5m x 10.000 12.000.000 696.000 38.000.000 750.000 600.000 375.000 900.000 36.000 120.000 70.000 3.750.000 4.500.000 325.500 180.000 1.600.000 6.500.000 4.000.000 2.000.000 210.000 50.000 1.000.000 Tổng chi phí phân xưởng 77.662.500 3.884.000 Cộng 81.546.000 8.155.000 89.701.000 100.000.000 10.299.000 Sơn chống hà Hải Âu sản xuất sở dầu nhựa thực vật biến tính vinyl có giá 155.000đ/kg [19] 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau năm triển khai thực đề tài, nhóm cán nghiên cứu Trung tâm Vật liệu polyme thuộc Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam hồn thành thu số kết sau: Tiến hành phản ứng đa tụ DVHĐ với formaldehyt: xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng đa tụ: tỷ lệ mol DVHĐ/formaldehyt = 1,2/1; xúc tác 4%, nhiệt độ phản ứng: 970C, thời gian: 4,5 giờ; hiệu suất chuyển hóa đạt 97,2% Q trình biến tính nhựa DVHĐ - formaldehyt với nhựa epoxy: với tỷ lệ nhựa DF/E = 100/35, sử dụng 1,5% lượng chất xúc tác triethanol amin (TEA); 1400C thời gian giờ, nhựa DFE thu có tính cơ, lý, hóa tốt nhất, tốt tính tương tự nhựa DF Lựa chọn phụ gia chống hà hãng sơn sử dụng thị trường Cu2O Chế tạo sơn chống hà sở chất tạo màng DFE Xây dựng sơn chống hà gồm (lớp lót: sơn epoxy lót giầu kẽm; lớp đệm: sơn epoxy – Tar lớp phủ chống hà: sơn chống hà DFE) Nghiên cứu khả nhả độc màng sơn phịng thí nghiệm với môi trường nước biển nhân tạo, nồng độ nhả đồng màng sơn ≈ 4,3µg/cm2/ngày Hiệu lực sơn chống hà sở nhựa DFE khoảng năm Đã chế thử 55 kg sơn chống hà màu nâu đỏ Tính chất bền lý loại sơn chế tạo có tính chất tốt sơn chống hà Joto®.1 Cơng ty TNHH Tín Đại Phát, sơn chống hà Hải Âu AF3-557 Xí nghiệp sơn Hải Âu, sơn chống hà CH.T.G Công ty Cổ phần Cơng nghiệp Hóa chất Vi sinh tương đương với chống hà S.EP.BT-CH Công ty sơn Đại Bàng Nghiên cứu thử nghiệm sản phẩm trạm phơi mẫu nước nằm khu vực biển mơ, phường Hồng Hải, tỉnh Quảng Ninh, thành phố Hạ Long Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới Đến tháng, mẫu giai đoạn chưa bị hầu hà loại sinh vật biển bám Đã đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất sơn chống hà Đã xây dựng giá thành sản phẩm sơn chống hà 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thị Chuyên” Báo cáo Kỹ Thuật Sơn chống bám bẩn sở Perolovinyl” Chương trình 34.02 Đề tài 34020905 [2] Nguyễn Thế Nhã, Hoàng Sĩ Hải, “ Những vấn đề kinh tế chủ yếu phát triển sản xuất Điều Việt Nam” NXB nông nghiệp, 1995 [3] Phan Văn Ninh “Sơn nhả độc chống hà chống bám bẩn” Tuyển tập cơng trình nghiên cứu khoa học – cơng nghệ Hà Nội 1995 (194-197) [4] Phan Văn Ninh, Ngô Duy Cường Bùi Tiến Dũng “Lớp phủ sơn từ tổ hợp nhựa phenol – nhựa epoxy – dầu vỏ hạt đào (PED)” Tạp chí Hóa học, T.37, số 2, Tr.13-17 1999 [5] Võ Phiên cộng “ Polyme sở cardanol” Tạp chí Hóa học, T.19, số 2, tr 3-9, 1981 [6] Võ Phiên cộng “ Sơn cách điện polyurethane sở cardanol” Tạp chí Khoa học Kỹ thuật tập XXV, tr 25-27, 1987 [7] Võ Phiên cộng “Polyme sở cardanol” Tạp chí Hóa học, T.31, số 1, tr 1-4, 1993 [8] Nguyễn Bội Quỳnh, Phạm Đình Thanh,” Cây đào lộn hột: Điều,” NXB nông nghiệp, 1983 [9] Mai Văn Thanh cộng “ Sơn cách điện sở ete – este – epoxy – cardanol - styren ” Tạp chí Khoa học Kỹ thuật tập XXV, tr 13 – 18, 1987 [10] A.B.Samui “Study on film forming organo-copper polymer” progress in Organic coating 57 (2006)301 – 306 [11] A.C.Belfroid “Organotin levels in seafood” Marine pollution bulletin (2000) Vol.40, No.3, PP 226 -232 [12] Aldis O.Valkis “Measurement of copper release rates from antifouling paint under laboratory and in situ conditions: implications for loading estimation to marine water bodies” Marine Pollution Bulletin 46 (2003) 763 – 779 [13] Erik Ytreberg “ Comparison of toxicity and release rates of Cu and Zn from anti – fouling paint leached in natural and artificial brackish seawater” Science of total environment 408 (2010)2459 – 2466 [14] Fabienne Fay “ SEM and EDX analysis: Two powerful techniques for the study of antifouling paints” progress in Organic coating 54 (2005) 216-223 60 [15] http://en.wikipedia.org/wiki/Epoxy [16] http://hoaphuongdo.vn/gianhang/tindaiphat/ [17] http://www.bicico.com.vn/Vietnam [18] http://www.congnghehoahoc.org [19] http://www.hoalac.com.vn [20] http://www.hubrural.org/pdf/anacarde_danida.pdf Information about Cashew Nut [21] http://www.sonhaiphong.com.vn/ Sơn tàu biển [22] http://www.vinachem.com.vn [23] Iwao omae “General aspects of tin – free antifouling paints” chem.Rev (2003) No.103, 3431 – 3448 [24] Nimisha singh “Leaching of copper and zinc from spent antifouling paint particles” Environment pollution 157 (2009) 371 – 376 [25] Panu rantakokko “ Concentrations of organotin compounds in various fish species in the finnish lake waters and finnish coast of the Baltic sea” Science of the total environment 408 (2010) 2474 – 2481 [26] Rajesh N.Patel, “Santanu Bandyopadhyay and Anuradda Ganesh, Extraction of cashew (Anacardium occidentale) nut shell liquid using supercritical carbon dioxide”, Bioressource Technology, Volume 97, Issue 6, Pages 847 – 853, April 2006 61 PHỤ LỤC 62 PHỤ LỤC Các phương pháp phương pháp kiểm tra sơn chất tạo màng TCVN 5669 : 2007 ISO 1513 : 1992 Sơn vecni- kiểm tra chuẩn bị mẫu thử TCVN 5670 : 2007 ISO 1514 : 2004 Sơn vecni- chuẩn để thử TCVN 2092 : 1993 Sơn – phương pháp xác định thời gian chảy (độ nhớt quy ước) phễu chảy TCVN 2093 : 1993 Sơn – phương pháp xác định chất rắn chất tạo màng TCVN 2094 : 1993 Sơn – phương pháp gia công màng TCVN 2095 : 1993 Sơn – phương pháp xác định độ phủ TCVN 2096 : 1993 ISO 1917-90 Sơn – phương pháp xác định thời gian khô độ khô ISO 2409-92 Sơn – phương pháp xác định độ bám dính màng TCVN 2098 : 2007 ISO 1522 : 2006 Sơn vecni – phép thử dao động tắt dần lắc TCVN 2099 : 2007 ISO 1519 : 2002 Sơn vecni – phép thử uốn (trục hình trụ) TCVN 2100-1: 2007 Sơn vecni – phép thử biến dạng nhanh (độ bền va đập)- ISO 6272-1 : 2002 phần 1: phép thử tải trọng rơi, vết lõm có diện tích lớn TCVN 2100-2: 2007 ISO 6272-2 : 2002 Sơn vecni – phép thử biến dạng nhanh (độ bền va đập)phần 1: phép thử tải trọng rơi, vết lõm có diện tích nhỏ ASTM-D2502 Phép đo trọng lượng phân tử trung bình ASTM-D974 Phép đo số hydroxyl ASTM-D1500 Phép đo màu ASTM-D1298 Phép đo tỷ trọng ISO 3668 Màu sắc ISO 1522-92 Độ cứng màng sơn ASTM-D570 Độ hấp thụ nước sau 24 Tính bền hóa chất theo dõi qua thời gian ngâm mẫu màng thép hình trụ môi trường tượng ứng PHỤ LỤC Phương pháp xác định số epoxy Chỉ số epoxy trọng lượng nhóm epoxy có 100g nhựa việc định lượng thơng qua chuẩn độ hóa học (TY-6-10-722-72) - phản ứng chuẩn độ: CH CH HCl CH OH O NaOH HCl CH Cl NaCl H2O - Dung dịch NaOH 0,1N - Dung dịch HCl: HCl pha axeton theo tỷ lệ HCl/axeton =1/4 - Dung dịch thuốc thử metyl đỏ 0,1% cồn tuyệt đối Cân 0,1 ÷ 0,2g mẫu (chính xác đến 0,0002g) vào bình tam giác có nút nhám kín, pha lỗng 10ml dung dịch HCl axeton Hỗn hợp trì 30 phút nhiệt độ phịng, sau thêm vào hỗn hợp 20ml axeton Chuẩn dung dịch kiềm tiêu chuẩn 0,1N với chất thị metyl đỏ dung dịch chuyển sang màu vàng Làm tương tự với mẫu trắng Chỉ số epoxy (E) tính theo % xác định thoe công thức E= 0,0016(Vo − V 1).K 100 mE Trong đó: Vo: số ml dung dịch NaOH 0,1N để chuẩn mẫu trắng V1: số ml dung dịch NaOH 0,1N để chuẩn mẫu có nhựa K: hệ số hiệu chỉnh cho độ chuẩn dung dịch kiềm 0,1N K= C/0,1; C nồng độ dung dịch NaOH mE: khối lượng nhựa epoxy (gam) 0,0016: lượng oxy epoxy tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0,1N PHỤ LỤC Phương pháp xác định nồng độ dung dịch formaldehyt Phương pháp xác định nồng độ dung dịch formaldehyt nhựa - Nguyên tắc NH2OH.HCl + (HOCH2CH2)3N → NH2OH + (HOC2H4)3N.HCl H H C=O + H NH2OH = H C = N-OH + H2O Chuẩn độ lượng NH2OH dư HCl tính hàm lượng formaldehyt - Thuốc thử NH2OH HCl 0,5N (35g pha thành lít dung dịch nước) (HOC2H4)3N 0,5N (18,65 g/250ml dung dịch nước) Dung dịch HCl 0,5N - Cách tiến hành Cân 3,00g mẫu vào bình định mức có 50ml cồn hồ cho tan hồn tồn Hút 10 ml vào bình nón 250 10 ml hydroxylamine + 10ml (HOC2H4)3N lắc để yên Sau chuẩn độ dung dịch HCl 0,5N theo thị (lục giọt + giọt Dimetyl vàng) Dung dịch chuyển màu từ lục sang xám sang nâu sẫm tiến hành chuẩn độ mẫu trắng với 10ml cồn - Cơng thức tính ( %) formaldehyt = (a-b)N.0,03.50 x 100 10.g a thể tích HCl 0,5N chuẩn mẫu trắng b thể tích HCl 0,5N chuẩn mẫu thực [N] nồng độ HCl chỉnh lại g số gam mẫu PHỤ LỤC Phương pháp xác định nồng độ dung dịch formaldehyt nước - Nguyên tắc Formaldehyt phản ứng với lượng dư dung dịch sunfit natri tạo hydroxit natri, chất chuẩn với axit sunfủic dung thị thymolphtalein Phương pháp áp dụng cho dung dịch formaldehyt khoảng từ 36-55% - Thiết bị + Buret 100ml + Bình Erlenmeyer 500ml + Lọ lấy mẫu 5ml - Thuốc thử + Sunfit natri 125g/l – hoà tan 125g Na2SO3 khan nước pha lỗng tới lít Dung dịch pha bảo quản dung dịch chai có nút khít để tránh oxi hoá thành Na2SO3 + H2SO4 0,5N pha theo ống tiêu chuẩn 1N bình định mức 2000ml + Chỉ thị thymolphtalein 0,1% - Quy trình Cân 2,00g mẫu lọ cân mẫu, chuyển vào bình Erlenmeyer có sẵn 100ml dung dịch sunfit natri, lắc kỹ, cho thêm 3-5 giọt thị thymolphtalein Và chuẩn độ dung dịch mẫu dung dịch H2SO4 đến chuyển mầu, thể tích chuẩn độ Vml đồng thời chuẩn mẫu trắng – V0ml - Tính tốn Formaldehyt (%) = + V thể tích chuẩn độ mẫu (ml) (V − Vo ) × N × 30,03 × 100 G m × 1000 ml + V0 thể tích chuẩn độ mẫu trắng (ml) + 30,03 đương lượng gam formaldehyt + Gm lượng mẫu lấy đem xác định - Kết + Kết lấy đến 0,01% Hai lần chuẩn phép chênh , 0,12% với mức tin cậy 95% + Mẫu phải làm trung bình trước xác định, 0,1% axit formic tương đương 0,065% formaldehyt ...BỘ CƠNG THƯƠNG VIỆN HĨA HỌC CƠNG NGHIỆP VIỆT NAM Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SƠN CHỐNG HÀ TRÊN CƠ SỞ DẦU VỎ HẠT ĐIỀU NHẰM THAY THẾ HÀNG NHẬP KHẨU... công nghệ chế tạo sơn chống hà sở dầu vỏ hạt điều nhằm thay hàng nhập khẩu? ?? đặt nghiên cứu vấn đề cần thiết, có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn, hứa hẹn giải thiếu hụt Mục tiêu đề tài nghiên cứu công. .. nội dung lớn hồn thiện cơng nghệ tổng hợp chất tạo màng sở dầu vỏ hạt điều loại phụ gia…để chế tạo sơn chống hà chất lượng cao, thay sơn chống hà nhập Nhựa dầu vỏ hạt điều – formaldehyt dạng